【正文】 style, giving the floor a high household cleaning glass more difficult. We designed the smart window can be achieved early in the morning automatically open the window, automatic wind, rain, smart security and bustible gas leak alarm window, and relative rotation between the two sashes, in order to address the reality life of the aforementioned problems. The smart window design in line with safe, convenient, energy saving, the principle of humanity, can significantly improve modern life. Key words: Prevent rain antitheft 51 SCM Intelligent window 第 1章 總體方案的設計 自動開關窗：陽光明媚的早上光敏晶體管感光通過單片機控制板自動打開窗戶，更新室內空氣；傍晚太陽落下時窗子自動關閉； 自動防風： 當風 速超過 8m/s 時 ， 風速 傳感器檢測信號，單片機控制板使 窗 戶 自動關 閉。再者，現(xiàn)在使用的窗戶大多數(shù)是 單純 推拉式或平移式的，這給在樓層高的住戶擦拭玻璃帶來很大困難。 基于單片機控制的智能窗的設計 目 錄 摘 要 .................................................................... 3 Abstract .................................................................. 4 第 1章 總體方案的設計 ................................................... 5 ................................................ 5 ....................................................... 6 第 2章 機械結構的設計 ................................................. 6 ............................................ 6 ................................................. 6 ................................................... 6 第 3章 自動控制系統(tǒng)主 要硬件的設計 .................................... 7 ........................................................... 7 ..................................................... 7 ..................................................... 7 .................................................. 8 .................................................. 8 ............................................... 8 .................................................. 10 A/D轉換電路的設計 .................................................. 13 A/D轉換器的選型 .................................................. 13 ADC0809內部功能與引腳介紹 ......................................... 13 A/D轉換器與單片機接口電路的設計 ................................... 16 .................................................. 17 ................................................ 17 ........................................................... 18 ............................................................ 19 第 4章 紅外線遙控開 關的設計 .......................................... 20 紅外線簡介 .......................................................... 20 遙控方案設計 ........................................................ 20 成品紅外接收頭 ...................................................... 21 編碼器和譯碼器的選擇 ................................................. 22 紅外遙控發(fā)射電路的設計 ............................................... 25 紅外遙控接收電路設計 ................................................. 25 電源電路的設計 ...................................................... 27 第 5章 動力源的選型與設計 ............................................ 28 步進電機選型 ........................................................ 28 步進電機驅動電路的設計 ............................................... 28 結 束 語 ................................................................. 29 致 謝 ................................................................... 32 英文資料 .............................................................. 33 摘 要 我們現(xiàn)在使用的窗戶大部分采用人工關閉方式， 不具有自動防盜、防雨、防煤氣中毒等人性化的功能；平 時我們外出時經(jīng)常忘記關閉窗戶，遇上下雨時，雨水會進入室內，對室內的電器、擺設等物品造成不必要的損害。本 文 借助 單片機、 電子 電路及 傳感 器的 知識設計了 可以實現(xiàn)清晨自動開窗、防雨、智能防盜和可 燃性氣體泄漏時報警并開窗 ，從而 可 解決現(xiàn)實生活中存在的很多 問題。即使主人不在家，照樣將其看管得無微不至，為您營造一個干干凈凈的 環(huán)境 。 AT S8 9C51 電源 模塊盜情監(jiān)測模塊窗戶狀態(tài)監(jiān)測 模 塊電機驅動模塊光強檢測模塊煤氣檢測模塊濕度檢測模塊風速檢測模塊紅外接收模塊 圖 12 控制系統(tǒng)架構圖 第 2章 機械結構的設計 智能窗的傳動任務是由動力源通過傳動機構帶動窗扇在滑移槽內來回滑動，任務簡單，但要求精確度較高。 P=π m== 齒條： m= β=20176。 1） SCM 即單片微型計算機（ Single Chip Microputer）階段，主要是尋求最佳 的單片形嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結構。 3)MCU 的重任不可避免地落在電氣、電子技術廠家。 4)單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路，向 MCU 階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機的發(fā)展自然形成了 SOC 化趨勢。 CMOS 芯片除了低功耗特性之外，還具有功耗的可控性，使單片機可以工作在功耗精細管理狀態(tài)。隨著技術和工藝水平的提高，又出現(xiàn)了 HMOS（高密度、高速度 MOS）和 CHMOS工藝。 （ 2）高性能化 主要是指進一步改進 CPU 的性能，加快指令運算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。由于這類單片機有極高的指令速度，就可以用軟件模擬其 I/O 功能，由此引入了虛擬外設的新概念 。但在需要復雜控制的場合，該存儲容量是不夠的，必須進行外接擴充。低電壓供電的單片機電源下限已可達 1至 2V。這樣， 80C51 就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為 80C51系列。其 片內含 4K bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL公司的高密度，非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準 8051 指令系統(tǒng)及引腳。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。電路圖如圖 21所示。 在本設計中采用 風 杯 式 — YH12X風速傳感器 ，產(chǎn)品見圖 32。計算原理如下： 每秒種產(chǎn)生光電脈沖的個數(shù)： n 齒輪的圓周半徑 ： R (m) 齒輪的總個數(shù)： N 風杯軸承的傳動系數(shù)： η 風杯的線速度 : V1(m/s) 風速： V （ m/s） 風速的計算公式為： ?VV? (31) 風杯的轉動線速度： N nRV 36021 ?? (32) 可通過轉換處理將數(shù)據(jù)以其他形式輸出，傳遞給其他智能設備。 特點： 濕度傳感器 HIH3610主要性能： （ 1）熱固性聚合物電容濕度傳感器，帶集成信號處理電路 （ 2） 3針可焊塑封 （ 3）寬量程： 0～ 100％ RH 非凝結，寬工作溫度范圍 – 40～ 85℃ （ 4）高精度： 177。 （ 1）檢測原理： 本傳感器元件采用的是定電位電解原理，組 成主要由三個電極組成，電極材料是貴金屬催化劑，主要是鉑黑，其中各電極的作用如下：工作電極（ W）：一氧化碳氣體的氧化，對電極（ C）：氧氣的還原，對電極（ R）：為工作電極提供恒定電位。 （ 2）技術指標： 表 31 MY1000技術性指標 范圍 參數(shù) 檢測范圍 0 至 1000ppm 相對誤差 177。制造熱釋電紅外傳感器的高熱材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為 ～ 20μ m。菲涅爾透鏡是一種由塑料制成的特殊設計的光學透鏡，它可以將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外傳感器上，從而提高傳感器的靈敏度，擴大監(jiān)視范圍。通常， 8 位逐次比較式 ADC 的轉換時間為100us 左右。對于該 8個通道的輸入信號， 8位 A/D轉換器，其精度為 % 8 ?? (41) 輸入為 0～ 5V 時，分辨率為 VvN Fs 512 8 ???? (42) Fsv — A/D 轉換器的滿量程值 N — ADC 的二進制位 數(shù) 量化誤差為 VvQ N Fs )12( 52)12( 8 ??????? (43) ADC0809 是 TI 公司生產(chǎn)的 8 位逐次逼近式模數(shù)轉換器，包括一個 8 位的逼近型的 ADC 部分，并提供一個 8 通道的模擬多路開關和聯(lián)合尋址邏輯，為模擬通道的設計提供了很大的方便。 采樣 保持為了能不失真的恢復原模擬信號，采樣頻率應不小于輸入模擬信號的頻譜中最高頻率的兩倍，這就是采樣定理，即 Fs2Fimax （ 1）由于 A/D 轉換需要一定的時間，所以在每次采樣結束后，應保持采樣電壓在一段時間內不變，直到下一次采樣的開始。以上為 A/D 轉換的一般步驟，在本電路中由 ADC0809 芯片完成 內部結構及主要性能 ADC0809